Ontmanteling van bacterieel harnas: een nieuwe manier om antrax te bestrijden

Ontmanteling van bacterieel harnas: een nieuwe manier om antrax te bestrijden

​Een nieuwe studie geleid door Dr. Antonella Fioravanti in het lab van VUB prof. Han Remaut (VIB-VUB Centrum voor Structurele Biologie) toont aan dat het harnas gebruikt door de bacterie die antrax veroorzaakt kan ontmanteld worden. Dit remt de groei van de bacterie en zorgt ervoor dat ze minder ziekmakende kracht heeft. Deze studie wordt gepubliceerd in het prestigieuze vakblad Nature Microbiology en kan het pad effenen naar nieuwe efficiënte manieren om antrax en andere ziekten te bestrijden.

 

 

Een dodelijke ziekte

Antrax of miltvuur is dodelijk en moeilijk te bestrijden. De ziekte wordt veroorzaakt door de bacterie Bacillus anthracis. Ooit was antrax één van de hoofdoorzaken van sterfte in mensen en vee. Vandaag is dat gelukkig minder dankzij een betere hygiëne en het vaccineren van vee. Het blijft wel een dreiging voor wilde dieren en ongevaccineerd vee. In mensen kan het voorkomen als huidinfectie na contact met besmette dierlijke producten, of – zeldzamer – als dodelijke inwendige infectie na het inslikken of inademen van de bacterie.  

 

De sterkte van de bacterie en dodelijkheid van antrax na inademing heeft er jammer genoeg toe geleid dat het ook als biologisch wapen kan ingezet worden. Hoewel de ontwikkeling en het gebruik van antrax als wapen verboden is door de internationale gemeenschap, bestaat de vrees dat de regels gebroken kunnen worden. Omdat behandelingsmethoden beperkt en vaak niet effectief zijn, blijft antrax een potentiële dreiging.

 

Wapen-ontwijkend harnas

Als deel van de strategie die de antraxbacterie gebruikt om het immuunsysteem te ontwijken, bezit het een ingewikkeld, beweeglijk harnas. Een niet goed begrepen onderdeel van dit harnas is de zogenoemde Sap S-laag, een laag eiwitten die de bacterie omhult en beschermt. In hun nieuwe studie hebben de onderzoekers met succes Nanobodies® ingezet om de structuur van het harnas te bestuderen én de vorming ervan te controleren. Deze Nanobodies verhinderden niet alleen de vorming van het harnas, maar konden ook een reeds bestaand harnas afbreken. Dit resulteerde in een tragere groei en een sterk beschadigd cel-oppervlak van de bacteriën.

 

Dr. Antonella Fioravanti (VIB-VUB), deelt haar enthousiasme: “Ik was ontzettend blij. Ik had deze Nanobodies gemaakt as gereedschap om de S-laag te bestuderen, maar dat ze ook de bacteriële groei zouden remmen was een onverwachte bonus.”

 

De effecten waren zodanig groot dat de Nanobodies getest werden in muizen geïnfecteerd met B. anthracis. Mohamed Lamkanfi (voordien VIB-UGent Centrum voor Inflammatieonderzoek, nu bij Janssen Pharmaceutica en de Universiteit Gent), die de infectiestudies leidde, zegt: “We waren al manieren aan het bestuderen om de dodelijkheid van antrax te stoppen, maar hadden nooit zulke grote effecten gezien als deze van de Nanobodies.” Filip Van Hauwermeiren, die de infectiestudies uitvoerde, beaamt: “De resultaten waren verbluffend. Alle behandelde muizen herstelden van een dodelijke antraxinfectie in enkele dagen.”

 

Nieuwe doelen in een oude strijd

Deze bevindingen zijn een stap voorwaarts in een queeste die reeds in de negentiende eeuw begon. In 1876 beschreef Robert Koch dat levende bacteriën de bron zijn van vele overdraagbare ziekten, een ontdekking die hij maakte door zijn studies op Bacillus anthracis. In een befaamd experiment in 1881 toonde Louis Pasteur aan het brede publiek dat geïnactiveerde B. anthracis schapen beschermde tegen antrax. Maar nog steeds is een veilig antraxvaccin niet beschikbaar en de behandeling van acute infecties in niet-gevaccineerde personen is problematisch: de behandeling duurt lang en de antibiotica zijn niet erg succesvol. Nieuwe medicatie op basis van de Nanobodies uit deze studie kunnen deze kloof mogelijk dichten. Meer zelfs, de S-laag als doelwit gebruiken voor Nanobodies kan nuttig zijn in de strijd tegen andere bacteriën met een gelijkaardig harnas. Het team is bijvoorbeeld aan het testen of dergelijke Nanobodies gebruikt kunnen worden tegen Clostridium difficile, een bacterie die levensbedreigende darmontstekingen kan veroorzaken.

 

Tot slot heeft het succes van deze studie onderzoekers gemotiveerd om andere doelwitten te zoeken op het oppervlak van bacteriën. Prof. Han Remaut legt uit: “Eiwitten aan het oppervlak van bacteriën zijn interessante doelwitten in de zoektocht naar nieuwe antibiotica omdat ze direct toegankelijk zijn voor medicatie. Dit betekent dat we ons minder zorgen hoeven te maken over een aantal mechanismen die bacteriën gebruiken om resistent te worden door antibiotica buiten de cel te houden.”

 

Financiering

Dit onderzoek werd gesteund door VIB en FWO Vlaanderen (project G028113N).

Publicatie

Structure of S-layer protein Sap reveals a mechanism for therapeutic intervention in anthrax,  Fioravanti et al., Nature Microbiology 2019​​

DOI : 10.1038/s41564-019-0499-1

 

Vragen

Een doorbraak in onderzoek betekent niet hetzelfde als een doorbraak in de geneeskunde. De verwezenlijkingen van VIB-onderzoekers kunnen de basis vormen voor nieuwe therapieën, maar het ontwikkelingstraject neemt nog jaren in beslag. Dit kan veel vragen oproepen. Daarom vragen we u om in uw reportage of artikel te verwijzen naar het e-mailadres dat VIB hiervoor ter beschikking stelt. Iedereen kan er met vragen omtrent dit en ander medisch gericht onderzoek terecht: [email protected].

 

Contact:

Antonella Fioravanti: english, french and italian

VIB-VUB Center for Structural Biology, Pleinlaan 2, 1050 BRUSSEL

[email protected]

+32-495790961

@anto_fiora

 

Han Remaut: dutch, english and french

VIB-VUB Center for Structural Biology, Pleinlaan 2, 1050 BRUSSEL

[email protected]

+32-499708050

@RemautHan

Contacteer ons
Antonella Fioravanti (ENG, FR en IT) VIB-VUB Center for Structural Biology
Han Remaut (NL, FR en ENG)
Han Remaut (NL, FR en ENG) VIB-VUB Center for Structural Biology, Vrije Universiteit Brussel
Antonella Fioravanti (ENG, FR en IT) VIB-VUB Center for Structural Biology
Han Remaut (NL, FR en ENG)
Han Remaut (NL, FR en ENG) VIB-VUB Center for Structural Biology, Vrije Universiteit Brussel
Over Press - Vrije Universiteit Brussel

volg ons op twitter @VUBrussel


De Vrije Universiteit Brussel is een internationaal georiënteerde universiteit in Brussel, het hart van Europa. Door het afleveren van hoogstaand onderzoek en onderwijs op maat, wil de VUB een actieve en geëngageerde bijdrage leveren tot een betere maatschappij.

De Wereld Heeft Je Nodig

De Vrije Universiteit Brussel neemt haar wetenschappelijke en maatschappelijke verantwoordelijkheid met liefde en daadkracht op. De VUB lanceerde daarom het platform ’De Wereld Heeft Je Nodig’.  Hier worden rond zes P’s ideeën, acties en projecten samengebracht, opgestart en uitgebouwd. De eerste P staat voor People, want daar draait alles om: mensen gelijke kansen geven, welvaart, welzijn, respect. Peace staat voor het bestrijden van klein en groot onrecht in de wereld. Prosperity gaat armoede en ongelijkheid te lijf. Planet staat voor acties rond biodiversiteit, klimaat, luchtkwaliteit, dierenrechten ... Met Partnership zoekt de VUB samenwerkingen om de wereld een betere plaats te maken. De zesde en laatste P is van Poincaré, de Franse filosoof Henri Poincaré aan wie de VUB haar leuze ontleent, dat het denken zich aan niets mag onderwerpen, behalve aan de feiten zelf. De VUB is een 'urban engaged university’, sterk verankerd in Brussel en Europa en werkend volgens de principes vrij onderzoek. www.vub.be/dewereldheeftjenodig

Press - Vrije Universiteit Brussel
Pleinlaan 2
1050 Brussel